Su kirliliğinin insanlar üzerindeki en yaygın etkisi hastalıktır. Patojenler olarak da bilinen hastalık taşıyan mikroorganizmaların bulaştığı içme suyu, tifo, dizanteri, hepatit ve kolera gibi çeşitli su kaynaklı hastalıklara neden olur.
Kimyasal kirleticiler, endüstriyel atık birikintileri ve toksik atıklar, özellikle balığa bulaştıklarında insanlarda uzun vadeli sağlık sorunlarına neden olabilir. Balık gibi sudaki organizmalar yanlışlıkla toksinleri tüketerek toksinlerin insan vücuduna transfer edilmesini sağlar.
Kimyasal madde veya toksik atıklarla bağlanmış içme suyundan kaynaklanabilecek sağlık koşulları arasında organ yetmezliği, fiziksel deformasyonlar ve hatta ölüm sayılabilir.
Bir su kaynağında yaygın olarak E. coli olarak bilinen Escherichia coli bakterilerinin varlığı, sudaki insan veya hayvan atık maddesinin varlığının bir göstergesidir. Bu bakteriler, insan ve hayvanların bağırsaklarında bulunan bir tür dışkı koliform bakteri türüdür. E. coli bakterileri içeren içme suyu ishale, karın kramplarına, baş ağrısına ve mide bulantısına neden olabilir. Küçük çocuklar ve yaşlı insanlar, E. coli'nin olumsuz etkilerine karşı daha duyarlı olabilir, çünkü bağışıklık sistemleri narindir.
Kirlenmiş su, sivrisinekler için de bir üreme alanıdır. Sivrisinek ısırıkları insan sağlığını etkileyebilir ve sıtma ve dang gibi hastalıklara neden olabilir.